電力體制改革為風電帶機遇

    我國風電發展已取得矚目成就，但同時也面臨著嚴重的“棄風限電”問題，導致風電開發不得不轉向低風速地區，這些地區盡管沒有消納問題，但可開發的資源非常有限，且面臨復雜的開發環境，因此風電發展前景不容樂觀。實際上，解決風電消納問題，不僅需要相關技術措施，更要考慮體制性因素，只有利用市場機制，理順風電與其他能源發電的利益關系，才能從根本上突破風電發展瓶頸。

    一、風電消納問題的技術解決方案

    建設高電壓等級、遠距離、大容量的外送通道，被認為是解決大規模風電基地消納問題的有效途徑，但考慮到送出線路的利用效率，通道建設的經濟性尚存疑問，且大規模風電波動也會對受電端電網的安全運行帶來影響。理論上，建設風電外送通道僅僅改變了風電的空間分布和利用，將局部地區的高風電比例轉變為更廣大區域的低風電比例，風電的時間波動性并未改變，仍然需要其他能源電力支持，風電在能源結構中的地位無法改變，因此對于優化調整能源結構的作用和意義并不大。

    解決風電消納問題最直接的方案是采用儲能技術，目前技術比較成熟并得到大規模應用的是抽水蓄能電站，但該儲能方案對水源和工程應用場地有特殊要求，不利于大面積推廣；其它儲能技術方案，如電池儲能等，由于成本太高或效率較低，雖然有示范項目投運，但距離大規模電網儲能的商業應用尚有較大的距離。

    另外，國家在解決“棄風限電”問題上做了各種嘗試，例如在限電比較嚴重的地區建設“棄風供熱”項目，但由于項目投入與產出比例失調，技術經濟可行性較差而難以推廣；有些地區采用風火替代交易的方式爭取風電的上網電量，但由于利益補償機制不透明，分配方案復雜，導致發電企業的積極性不高，效果未達預期。

    二、風電消納問題的體制性因素

    實際上，無論是火電調峰，還是風火替代交易，都反映出當前風電發展困境中的體制性因素。在當前電力體制下，對于發電企業來說，發電計劃由電網公司制定，上網電價由物價部門核準，只要能夠低成本按計劃發電，就能保證企業的正常經營和發展。在風電裝機規模日益增長的環境中，風電具有優先上網、調度的優勢，火電企業往往被迫為風電調峰，企業的利益得不到保證，形成“風火競爭”的利益格局，在冬季供熱季節，火電企業自然利用上網優勢保證自身的利益，必然導致大規模風電限電。因此，風電目前的發展困境與其說是風電自身特性造成，不如說是當前電力體制的弊端使然。

   要保證風電等可再生能源的持續健康發展，需要從電力體制改革入手，從國家發布的《能源發展戰略行動計劃（2014-2020年）》不難看出，新的電力體制改革主要是推進電力領域價格改革，推動供求雙方直接交易，構建競爭性電力交易市場。

    在新的電力體制條件下，發電企業與用電方通過電力市場直接交易，發電企業的經營收入將主要依靠長、短期合同和實時電力平衡合同，調峰輔助服務市場將應運而生；在可再生能源裝機比例高的地區，發電與用電不易匹配，電力峰谷差拉大，調峰需求越大，調峰服務的市場價值越高，具備較強調峰能力的電廠將獲得巨大的調峰輔助服務收益，在市場競爭中占有優勢。這樣，常規能源與可再生能源的利益不再是矛盾關系，市場利益促使常規發電企業有動力為可再生能源調峰，使原先“風火競爭”轉為“風火互補”，從而促進可再生能源的進一步發展。

    三、電力調峰的技術創新

    大力發展調峰電源是進一步促進可再生能源發展的重要前提條件，除了抽水蓄能電站以外，常見的調峰電源有水電站，燃氣電站、純凝式火電廠等。水電站具有較好的啟停特性，但對于水電資源貧乏的三北地區用處不大；燃氣電站具有良好的調節能力和調峰性能，但考慮到天然氣供給、價格等因素，燃氣電站的發展規模尚需深入研究；純凝式火電廠具有一定的調峰能力，但存在煤耗增加、排放增加、設備磨損、壽命減少的不利影響，而且我國“三北”地區純凝式火力發電機組比例小，冬季調峰能力嚴重不足。

    以煤為主的能源資源稟賦特點決定了我國以煤電為主的電源結構，調峰電源還需以現有的火力發電廠為基礎，結合技術創新，將火力發電廠改造為調峰電廠，使之能夠適應電力系統負荷快速波動，具有良好調峰特性，同時又能夠優化火電機組調峰煤耗，減少設備磨損，降低調峰排放，而且滿足供熱需求。

    根據火力發電廠的電力生產流程和特點，在燃煤鍋爐和汽輪發電機之間增加一個高效熱儲能裝置，用于緩沖調峰帶來的能量波動，使鍋爐運行在穩定工作點，保證煤耗和排放最優。

    對火電廠進行熱儲能技術改造，使之成為調峰電站，不僅是一種成本低、效率高、實用性強的解決電網調峰能力不足問題的解決方案，而且對于火電廠自身來說，調峰改造也有利于提高效率，降低成本，增加火電廠的市場競爭力。

    四、結論

    當前風電發展的困境不僅僅是可再生能源自身特點造成，更是當前電力體制下形成“風火競爭”局面的必然結果，只有建立起自由競爭的電力市場，通過市場的作用，將火電等化石燃料能源與可再生能源的利益機制理順，使二者結合起來，形成“風火互補”，創造出有利于可再生能源發展的市場環境，才能保證可持續的能源發展。

    【作者張勇，龍源（北京）風電工程設計咨詢有限公司副總經理、高級工程師，孫繼棟，龍源（北京）風電工程設計咨詢有限公司，總經理，教授級高級工程師】<